DE10205550C1 - Folding blade drive, for folding machine, has linear motor with drive element(s) running over rotary pulley elements to transfer motor's moving element motion to at least two points on blade - Google Patents
Folding blade drive, for folding machine, has linear motor with drive element(s) running over rotary pulley elements to transfer motor's moving element motion to at least two points on bladeInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung findet in Kombinationsfalzmaschinen, die nach dem Messerfalzprinzip arbeiten Anwendung, in denen flächige Materialien zwischen rotierenden Walzen gefalzt werden. Sie betrifft insbesondere den Falzmesserantrieb einer Falzmaschine mit einem Linearmotor, über den ein in Linearführungen geführtes Falzmesser angetrieben wird.The present invention takes place in combination folding machines which according to the Knife fold principle work application in which flat materials between rotating rollers are folded. It particularly affects the folding knife drive a folding machine with a linear motor, over which a in linear guides guided folding knife is driven.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen bekannt, bei denen der Antrieb des Falzmessers mit Hilfe eines Hauptantriebes erfolgt, der eine Drehbewegung erzeugt, welche mit Hilfe von geeigneten Getriebegliedern umgeformt wird. Als Getriebeglieder kommen dabei zumeist Schubkurbeln oder Kreuzschleifen zum Einsatz. Je nach Ausführung schlägt das von diesen angetriebene und in Linearführungen geführte Falzmesser entweder taktgebunden ein, was bei unregelmäßiger Bogenfolge zu Problemen führt, oder es sind zusätzliche Sensoren angeordnet, die die Position des Bogens erfassen und eine bogengesteuerte Messereinschlagbewegung ermöglichen. Zur Realisierung der bogengesteuerten Messereinschlagbewegung werden dabei weitere Getriebeelemente, die sich unter dem Sammelbegriff Kupplungs-Brems-Einheiten zusammenfassen lassen, benötigt. Ungünstig ist bei allen diesen Ausführungsformen der hohe technische Aufwand und der vor allem an den Kupplungs-Brems-Einheiten auftretende hohe Verschleiß. Ferner wird je nach Kompliziertheit der umzusetzenden Falzmesserbewegung eine Vielzahl einzelner Getriebeelemente benötigt. Eine dem Falzvorgang entsprechende ideale Form der Messereinschlagbewegung kann nicht realisiert werden.Numerous solutions are known from the prior art, in which the The folding knife is driven by means of a main drive, the one Rotary movement generated, which with the help of suitable gear links is reshaped. Usually, thrust cranks or come as gear members Cross grinding for use. Depending on the version, this beats them Folded knives driven and guided in linear guides either clock-based one, which leads to problems with an irregular sheet sequence, or there are additional ones Arranged sensors that detect the position of the sheet and a sheet-controlled Allow knife drive movement. To realize the bow-controlled Knife wrench motion will be further gear elements that are under to summarize the collective term clutch-brake units needed. The high technical outlay is disadvantageous in all of these embodiments and the high wear that occurs especially on the clutch / brake units. Furthermore, depending on the complexity of the folding knife movement to be implemented Large number of individual gear elements required. One corresponding to the folding process The ideal form of the knife drive movement cannot be realized.
Ein anderes Antriebsprinzip wird in der Schrift DE-OS 16 11 344 beschrieben. Sie offenbart eine Lösung, bei der zum Antrieb des Falzmessers Druckluft verwendet wird. Die Verwirklichung eines druckluftgetriebenen Falzmessers erfordert neben dem Einsatz von Führungselementen noch zusätzlich die Verwendung von Pneumatikzylindern und Ventilen. Getriebeelemente zur Bewegungstransformation können hier jedoch entfallen. Zum Betrieb des Systems muss allerdings Hilfsenergie in Form von Druckluft zur Verfügung stehen oder aber erzeugt werden. Des weiteren gestaltet sich in der Praxis die Realisierung der geforderten Bewegungsabläufe unter dem Gesichtspunkt der geforderten Genauigkeiten der Ventilsteuerungen als kompliziert. Der Falzmesserantrieb mit Druckluft ermöglicht nicht, die Geschwindigkeit der Falzmesserbewegung der Maschinengeschwindigkeit anzupassen.Another drive principle is described in DE-OS 16 11 344. she discloses a solution in which compressed air is used to drive the folding knife becomes. The realization of a compressed air driven folding knife also requires the use of guide elements, the use of Pneumatic cylinders and valves. Gear elements for motion transformation can be omitted here. However, auxiliary power is required to operate the system are available in the form of compressed air or are generated. Of In practice, the implementation of the required is also designed Movements from the point of view of the required accuracy of the Valve controls as complicated. The folding knife drive with compressed air enables not the speed of the folding knife movement of the machine speed adapt.
Die in der DE 29 17 616 C2 offenbarte Lösung sieht die Verwendung eines Linearmotors vor, der über ein Getriebe oder direkt mit dem Falzmesser verbunden ist. Vor den Umkehrpunkten des Sekundärteiles des Linearmotors sind Einrichtungen zur Dämpfung und Gegenbremsung angeordnet. Als nachteilig erweist sich an dieser Lösung, dass zum Einen durch die verwendeten Getriebeelemente und den notwendigen Aufwand für die Linearführung des Falzmessers die erforderliche Dynamik der Falzmesserbewegung nicht erzielbar ist und dass zum Anderen ein großer Einbauraum benötigt wird, der an Kombifalzmaschinen mit mehreren Falzwerken nur begrenzt zur Verfügung steht.The solution disclosed in DE 29 17 616 C2 sees the use a linear motor in front of it, via a gearbox or directly with the folding knife connected is. Before the reversal points of the secondary part of the linear motor are Devices for damping and counter braking arranged. As a disadvantage This solution proves that, on the one hand, by the used Gear elements and the necessary effort for the linear guidance of the Folding knife the required dynamics of the folding knife movement cannot be achieved and that on the other hand a large installation space is required, which Combined folding machines with several folding units are only available to a limited extent.
Gegenstand der DE 200 06 369 U1 ist ein Falzschwertantrieb mit einem Falzschwert, das an einer Antriebsstange angebracht ist, die von einer Magnetankerstange, die mit einer Hubelektromagneteinrichtung zusammenwirkt, angetrieben wird. Als weitere Getriebeelemente zur Kraftumwandlung zwischen Magnetankerstange und Falzschwert sind noch ein zweiarmiger Hebel und ein Schubgelenk vorgesehen. Das Problem der vorgenannten Lösung besteht darin, dass aufgrund der Eigenmasse der zur Kraftumwandlung benötigten mechanischen Elemente große Kräfte benötigt werden, was sich nachteilig auf die Dynamik und Präzision der Falzschwertbewegung auswirkt und bei Einsatz zusätzlicher Anschläge und Dämpfungselemente einen hohen Verschleiß sowie Schwingungen und Geräusche verursacht.The subject of DE 200 06 369 U1 is a folding sword drive with a folding sword, which is attached to a drive rod by a magnet armature rod, which with a lifting electromagnetic device cooperates, is driven. As another Gear elements for power conversion between the magnet armature rod and A two-armed lever and a sliding joint are also provided for the folding sword. The Problem of the above solution is that due to the dead weight of the mechanical elements required for force conversion require large forces be what adversely affects the dynamics and precision of the Folding sword movement affects and when using additional stops and Damping elements a high wear as well as vibrations and noises caused.
Nach der DE 199 43 165 A1 ist eine Einrichtung zum Antrieb eines Falzmessers in einem Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine beschrieben, bei der vier magnetisierbare Spulenköpfe vorgesehen sind, die die vertikale Auf- und Abwärtsbewegung des Falzmessers erzeugen. Nachteilig sind hier die große Bauhöhe, die Probleme einer gleichmäßigen Ansteuerung der Spulenköpfe sowie die Probleme, eine verklemmungsfreie Führung des Falzmessers bei genauer Fluchtung der Messerkante zu den Falzwalzen zu realisieren.According to DE 199 43 165 A1 is a device for driving a folding knife in one Folding apparatus of a rotary printing press described in which four magnetizable Coil heads are provided, which the vertical up and down movement of the Generate folding knife. Disadvantages are the large height, the problems of one uniform control of the coil heads as well as the problems, a jamming-free guidance of the folding knife with precise alignment of the Knife edge to realize the folding rollers.
Ausgehend von den genannten Nachteilen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Falzmesserantrieb für eine Falzmaschine zu schaffen, der bei geringer Baugröße insbesondere Bauhöhe und bei geringem mechanischen Aufwand hohe Präzision und ideale Form der Messereinschlagbewegung ermöglicht.Based on the disadvantages mentioned, the invention is the object to create a folding knife drive for a folding machine, which at Small size in particular height and with little mechanical effort high precision and ideal shape of the knife drive movement.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Falzmesserantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention, this object is achieved by a folding knife drive with the Features of claim 1 solved, further advantageous embodiments are in the Subclaims included.
Der erfindungsgemäße Falzmesserantrieb weist einen Linearmotor auf, über den ein in Linearführungen geführtes Falzmesser antreibbar ist, wobei der Linearmotor parallel zur Längsachse des Falzmessers angeordnet ist und der Linearmotorläufer mit mindestens einem über drehbar gelagerte Umlenkelemente laufenden Antriebselement verbunden ist. Als Antriebselemente finden Riemen, Zahnriemen oder Ketten Verwendung, die über Riemenscheiben, Zahnriemenscheiben oder Kettenräder ablaufen und die Bewegung des Linearmotorläufers auf das Falzmesser an mindestens zwei Punkten übertragen. Dadurch wird eine 90° Kraftrichtungsumlenkung vom Linearmotorläufer auf das Falzmesser realisiert, wobei das Falzmesser eine zum Linearmotorläufer synchrone Bewegung erfährt und es wird gewährleistet, dass das Falzmesser vorteilhafterweise in der Nähe seiner beiden Messerenden durch extrem kurze Linearführungen geführt werden kann, ohne zu verklemmen. Durch die Anordnung des Linearmotors parallel zum und bevorzugt oberhalb des Falzmessers kann eine geringe Baugröße realisiert werden. Insbesondere bei Verwendung längerer Falzmesser, zu deren Auf- und Abbewegung größere Kräfte und normalerweise höherer Aufwand für die Linearführung erforderlich sind, weist der Falzmesserantrieb eine insbesondere geringe Bauhöhe auf. The folding knife drive according to the invention has a linear motor, via which a Folding knife guided in linear guides can be driven, the linear motor is arranged parallel to the longitudinal axis of the folding knife and the linear motor rotor with at least one running over rotatably mounted deflection elements Drive element is connected. Belts and timing belts are used as drive elements or use chains over pulleys, timing pulleys or Sprockets run off and the movement of the linear motor rotor on the folding knife transmitted at at least two points. This will make a 90 ° Direction of force redirected from linear motor rotor to folding knife, the folding knife undergoes a movement synchronous with the linear motor rotor and it is ensured that the folding knife is advantageously close to it both knife ends can be guided through extremely short linear guides, without jamming. By arranging the linear motor parallel to and A small size can be realized, preferably above the folding knife. Especially when using longer folding knives, to move them up and down greater forces and usually more effort for the linear guide are necessary, the folding knife drive has a particularly low overall height on.
Die verwendeten Elemente zur Kraftübertragung haben eine geringe Eigenmasse, was auch für das Falzmesser selber gilt, welches zur Massereduktion aus faserverstärkten Kunststoffen bestehen kann und zusätzlich mit Aussparungen versehen sein kann. Durch die an vorzugsweise zwei Punkten realisierte in Falzmesserlängsrichtung symmetrische Krafteinleitung auf das Falzmesser kann dessen für den präzisen Falzvorgang erforderliche Längssteifigkeit mit geringerer Masse realisiert werden. Damit muss der Linearmotor nur geringe Kräfte aufbringen, um die Falzmesserbewegung mit großer Genauigkeit entsprechend der gewünschten idealen Orts-Zeitfunktion zu realisieren. Zusätzliche Dämpfungselemente oder Elemente, die die Bewegungsumkehr an den Totpunkten des Falzmesserhubes unterstützen, können somit ohne Auswirkungen hinsichtlich Schwingungsanregung zum Einsatz kommen, zumal diese Elemente so angeordnet sind, dass sie in 90° zueinander gleichzeitig auf die Bewegungsrichtung des Linearmotorläufers und des Falzmessers wirken. Der erfindungsgemäße Falzmesserantrieb kann leicht an verschiedene Falzmesserhübe, Linearmotorläuferlängen oder Falzmesserlängen angepasst werden, was durch die Verwendung unterschiedlich langer Riemen, Zahnriemen oder Ketten bei Beibehaltung der idealen Orts-Zeitfunktion der Falzmesserbewegung möglich ist.The elements used for power transmission have a low weight, which also applies to the folding knife itself, which is used for mass reduction fiber-reinforced plastics can exist and also with recesses can be provided. By implementing at preferably two points in Folding knife longitudinal direction symmetrical application of force on the folding knife can the longitudinal rigidity required for the precise folding process with less Mass can be realized. This means that the linear motor only needs low forces apply to the folding knife movement with great accuracy according to the to implement the desired ideal local time function. additional Damping elements or elements that reverse movement at the dead centers of the folding knife stroke can therefore have no effect with regard Vibration excitation are used, especially since these elements are arranged in this way are that they are in 90 ° to each other simultaneously on the direction of movement of the Linear motor rotor and the folding knife act. The invention Folding knife drive can easily be attached to different folding knife strokes, Linear motor rotor lengths or folding knife lengths can be adjusted, which is due to the Use of belts, timing belts or chains of different lengths Maintaining the ideal local time function of the folding knife movement is possible.
Anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.On the basis of the embodiment shown below, the invention are explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 die schematische Seitenansicht eines mit einem Linearmotor angetriebenen Falzmessers mit zwei über jeweils drei Umlenkelemente laufenden Antriebselementen. Fig. 1 is a schematic side view of a folding knife driven with a linear motor with two drive elements running over three deflection elements.
Fig. 2 die schematische Seitenansicht eines mit einem Linearmotor angetriebenen Falzmessers mit einem über fünf Umlenkelemente laufenden Antriebselement. Fig. 2 is a schematic side view of a folding knife driven with a linear motor with a drive element running over five deflection elements.
Fig. 3 die schematische Seitenansicht eines mit einem Linearmotor angetriebenen Falzmessers mit einem über sechs Umlenkelemente laufenden Antriebselement. Fig. 3 is a schematic side view of a folding knife driven with a linear motor with a drive element running over six deflection elements.
Fig. 4 die schematische Seitenansicht eines mit einem Linearmotor angetriebenen Falzmessers mit drei über je zwei Umlenkelemente laufenden Antriebselementen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Falzmesserantriebs werden zwei vorzugsweise gleich lange Antriebselemente 6 in Form von Riemen verwendet. Jeder dieser Riemen wird über drei als Riemenscheiben ausgebildete Umlenkelemente 7 in der in Fig. 1 gezeigten Weise geführt, wobei die Drehpunkte der Riemenscheiben so zueinander angeordnet sind, dass sich jeweils zwei im rechten Winkel zueinander stehende Riemenabschnitte bilden, die mindestens so lang sind, wie die Summe von zu realisierendem Falzmesserhub und Länge der für die Ankopplung an die Riemen erforderlichen Riemenschlösser. In den sich parallel zum Linearmotorläufers 5 erstreckenden Riemenabschnitten sind die Enden des Linearmotorläufers 5 angekoppelt und in den sich im rechten Winkel dazu erstreckenden Riemenabschnitten ist das Falzmesser 1, welches über nicht dargestellte Linearführungen geführt wird, angekoppelt. Fig. 4 is a schematic side view of a folding knife driven with a linear motor with three drive elements running over two deflection elements each. In the example shown in Fig. 1 Falzmesserantriebs two preferably equally long drive members 6 are used in the form of belts. Each of these belts is guided over three deflection elements 7 designed as belt pulleys in the manner shown in FIG. 1, the pivot points of the belt pulleys being arranged with respect to one another in such a way that two belt sections which are at right angles to one another and which are at least as long as the sum of the folding knife stroke to be realized and the length of the belt locks required for coupling to the belt. In the extending parallel to the linear motor rotor 5 belt sections, the ends of the linear motor rotor 5 are coupled, and in the extending at right angles thereto strap portions is the folding blade 1, which is guided via unillustrated linear guides coupled.
Ein sich in der Bogenebene 2 befindlicher, unter das Falzmesser 1 geführter Bogen wird von einer Lichtschranke registriert, deren Signal über eine Elektronikeinheit die Funktion des Linearmotors 3 dahingehend auslöst, dass der Linearmotorläufer 5, geführt im Linearmotorstator 4, eine definierte Hubbewegung ausführt, die über die angekoppelten Riemen eine dazu synchrone Ab- und Aufbewegung des Falzmessers 1 bewirkt, wodurch der Bogen zwischen unterhalb der Bogenebene 2 befindliche nicht dargestellte Falzwalzen gedrückt, von den Falzwalzen erfasst und gefalzt wird.A sheet located in the sheet plane 2 and guided under the folding knife 1 is registered by a light barrier, the signal of which triggers the function of the linear motor 3 via an electronic unit in such a way that the linear motor rotor 5 , guided in the linear motor stator 4 , executes a defined stroke movement, which is carried out via the coupled belt causes a synchronous movement of the folding knife 1 up and down, as a result of which the sheet is pressed between folding rolls ( not shown ) located below the sheet plane 2, is grasped and folded by the folding rolls.
Fig. 2 zeigt einen Falzmesserantrieb, bei dem die Falzmesserbewegung, die zu dem beschriebenen Falzvorgang führt, ebenfalls durch Umlenkung der Hubbewegung des Linearmotorläufers 5 um 90° auf das Falzmesser 1 mittels Riemen erfolgt, jedoch so, dass hier ein Riemen in der in Fig. 2 gezeigten Weise über fünf als Riemenscheiben ausgebildete Umlenkelemente 7 geführt wird, wobei das Falzmesser 1 in den Riemenabschnitten mit paralleler und gleichgerichteter Bewegung jeweils an das als Riemen ausgebildete Antriebselement 6 angekoppelt ist. Fig. 2 shows a Folding blade, wherein the folding blade that the stroke movement of the linear motor rotor 5 leads to the described folding operation, also by deflection takes place by 90 ° on the folding blade 1 by means of belts, however, so that there is a belt as shown in Fig. 2 shown is guided over five deflection elements 7 designed as pulleys, the folding knife 1 being coupled in the belt sections with parallel and rectified movement to the drive element 6 designed as a belt.
Der in Fig. 3 gezeigte Falzmesserantrieb besteht ebenfalls aus den in Fig. 1 und Fig. 2 bekannten Elementen. Die Riemenführung erfolgt in der in Fig. 3 gezeigten Weise über sechs Riemenscheiben, wobei das Falzmesser 1 in den Riemenabschnitten mit paralleler und gleichgerichteter Bewegung jeweils an den Riemen angekoppelt ist. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Falzmesserantriebes mit einer Umlenkung der Hubbewegung des Linearmotorläufers 5 um 90° auf das Falzmesser 1 mittels Riemen, wobei wie in Fig. 4 gezeigt, der Linearmotorläufer 5 an einen zwischen zwei Riemenscheiben geführten Riemen angekoppelt ist, der die Hubbewegung des Linearmotorläufers 5 an zwei über zu diesen Riemenscheiben verdrehfest verbundenen Riemenscheiben geführte Riemen überträgt, die ihrerseits mit je einer weiteren Riemenscheibe je zwei Riemenabschnitte mit parallel und gleichgerichteter zur Bewegungsrichtung des an den Linearmotorläufer 5 angekoppelten Riemens eine um 90° versetzte Bewegung bilden, in denen das Falzmesser angekoppelt ist. Folding blade drive of the shown in Fig. 3 also consists of the known in Fig. 1 and Fig. 2 elements. The belt is guided in the manner shown in FIG. 3 via six pulleys, the folding blade 1 being coupled to the belt in the belt sections with parallel and rectified movement. Fig. 4 shows a further variant of the folding knife drive according to the invention with a deflection of the lifting movement of the linear motor rotor 5 by 90 ° onto the folding knife 1 by means of a belt, wherein, as shown in Fig. 4, the linear motor rotor 5 is coupled to a belt guided between two pulleys, which transmits the lifting movement of the linear motor rotor 5 to two belts guided via pulleys connected to these pulleys in a rotationally fixed manner, which in turn form, with a further pulley, two belt sections each with a belt which is parallel and aligned in the same direction as the direction of movement of the belt coupled to the linear motor rotor 5 , in 90 ° offset, in to which the folding knife is coupled.
11
Falzmesser
folding blade
22
Bogenebene
arc plane
33
Linearmotor
linear motor
44
Linearmotorstator
linear motor stator
55
Linearmotorläufer
Linear motor rotor
66
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